Биологический смысл обогащения пиримидинами смысловой цепи

Как показано Мазиным, возрастание сблоченности в конце концов приводит как бы к «перекачке» пиримидинов в одну цепь, а пуринов в другую, т. е. к асимметрии комплементарных цепей ДНК.

Точечные мутации — трансверсии типа пуринч=пиримидин — выполняют роль некоего «мутационного насоса» при работе которого смысловая цепь ДНК обогащается пиримидинами, а комплементарная ей — пуринами. Согласно Мазину, возрастание сблоченности ДНК шло в эволюции с ускорением (естественно, этот процесс имеет пределы, так как с возрастанием асимметрии цепей начинают сказываться кодовые ограничения. Смысловая цепь из одних пиримидинов, например, не могла бы кодировать такую незаменимую аминокислоту, как лизин).

Биологический смысл обогащения пиримидинами смысловой цепи остается неясным. Мазин проанализировал аминокислотные замены в цитохромах С различных организмов и пришел к выводу, что в данном случае мы имеем дело с направленной эволюцией не конечного генопродукта — белка, а самого гена, выразив это словами:: «В основе эволюции аминокислотной последовательности цитохромов С лежит процесс направленного изменения структуры кодирующих их полинуклеотидных матриц» (1980, с. 369). Естественно, если смысловая цепь ДНК обогащается пиримидинами, то комплементарная ей матричная РНК — пуринами. В связи с этим Мазин обращает внимание на то, что пуриновые кодоны РНК более помехоустойчивы при синтезе белка, чем пиримидиновые. Было показано (Медников, Галимова, Белозерский, 1970), что при действии самых разнообразных индукторов, искажающих работу рибосомы, уридин в мРНК может считываться как цитидин, гуанин и аденин, цитидин — как гуанин и аденин, гуанин —как аденин и лишь аденин всегда считывается правильно. Векторный характер эволюции генов по Мазину в данном случае отражает объективный процесс — возрастание помехоустойчивости белкового синтеза при переходе от примитивных форм к более прогрессивным.

Гипотеза .Мазина о более высокой кодовой ценности пуринов — пока единственное объяснение этого факта: пуриновая мРНК более помехоустойчивая матрица и потому побеждает в ходе эволюции. Однако это еще неполное объяснение. Ведь суммарная ДНК, в которой гены, кодирующие белки, составляют лишь немногие проценты, также вовлечена в этот процесс. К концепции Мазина можно добавить, что у эукариот в процессе транскрипции снимается РНК-реплика со всего оперона, включающего как структурную, кодирующую белок часть, так и участки с регуляторной функцией, и в ядре идет созревание мРНК (процессинг), в котором неизбежно взаимодействие с регуляторными элементами — белками и, возможно, низкомолекулярной ядерной РНК. Структура, менее стабильная термодинамически, т. е. не обогащенная пуринами, может затруднять акты рекогниции («узнавания») и тормозить процесс созревания белоксинтезирующей матрицы. Однако пока это еще гипотеза, если не спекуляция.